2021-2022学年江西省宜春市丰城市第九中学高二上学期期末物理试题含解析

丰城九中2023届高二年级上学期期末考试物理试卷

一、选择题（1-8为单选题，9-12为多选题，每题4分，共48分）

1. 下述关于多用电表欧姆挡测电阻的说法中，正确的是（　　）

A. 测量电阻时如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量

B. 测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果

C. 测量电路中的某个电阻，应该把该电阻接入电路

D. 测量阻值不同的电阻时都必须重新调零

【答案】A

【解析】

【详解】A．测量电阻时如果指针偏转过大，说明电阻较小，所以应将选择开关S拨至倍率较小的档位，每次换挡都需要重新调零后测量，故A正确；

B．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，不会影响测量结果，B错误；

C．测量电路中某个电阻，内置电源接通，所以应该把该电阻与电路断开，C错误；

D．每次换挡都需要重新调零，但是不换挡不需要调零，所以测量阻值不同的电阻时并不是必须重新调零，D错误；

故选A。

2. 如图所示为振动手电筒的示意图，通过摇晃手电筒使磁铁与线圈发生相对运动来给储电器充电，储电器再给LED灯泡供电。一般来回摇晃手电筒的平均作用力约为2.0N，平均速度约为0.85m/s，机械能的四分之三可以转化成LED灯泡正常发光时的电能。已知LED灯泡正常发光的电压为3.1V，电流为32mA.下列说法正确的是（　　）

A. 摇晃过程线圈磁通量保持不变

B. LED灯泡的电阻约为1000Ω

C. 摇晃手电筒的机械功率约0.1W

D. 手电筒摇晃1min，灯泡约可正常发光12min

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．摇晃过程中，磁铁与线圈相对位置发生变化，线圈内磁通量改变，产生感应电流给充电器充电，A错误；

B．灯泡电阻为

B错误；

C．摇晃手电筒的机械功率约

C错误；

D．灯泡的电功率为

手电筒摇晃1min，灯泡约可正常发光

D正确；

故选D。

3. 一个质量为m的带电小球，在竖直方向的匀强电场中水平抛出，不计空气阻力，测得小球的加速度大小为 ，方向向下，其中g为重力加速度。则在小球下落h高度的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 小球的动能增加 mgh B. 小球的电势能增加了 mgh

C. 小球的重力势能减少 mgh D. 小球的机械能减少 mgh

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．根据动能定理可知，小球的动能增加

选项A错误；

B．由牛顿第二定律可知

解得

方向向上，则电场力对小球做负功，小球的电势能增加了

选项B错误；

C．小球的重力势能减少

选项C错误；

D．小球的机械能减少量等于克服电场力的功，即

选项D正确。

故选D。

4. 如图所示，匀强电场中有一个等边三角形ABC，其边长为1m，三角形所在的平面跟匀强电场平行已知A、B、C三点的电势分别为6V、4V、2V，下列说法正确的是（　　）

A. 匀强电场的方向垂直于AC边

B. 匀强电场的电场强度大小为

C. 等边三角形中心的电势为5V

D. 将一个电子从A点沿直线移到B点，其电势能减少了2eV

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．根据知在匀强电场中，沿同一方向相等距离电势差相等。设AC中点为D，D点的电势为

则

BD为一条等势线。根据电场线与等势面垂直，且由高电势处指向低电势处，知AC连线为一条电场线，匀强电场的方向垂直于BD向下，如图所示

故A错误；

B．AC间的电势差为

匀强电场的电场强度大小为

故B正确；

C．因为BD为一条等势线，等边三角形中心在BD边线上，则等边三角形中心的电势为4V，故C错误；

D．将一个电子从A点沿直线移到B点，电场力做功为

则电子的电势能减少了4eV，故D错误。

故选B。

5. 如图所示，、为定值电阻，L为小灯泡，为光敏电阻（光照越强，电阻越小），当照射光强度增大时（　　）

A. 电压表的示数减小 B. 中电流变大

C. 小灯泡的功率减小 D. 电路的路端电压减小

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】AD．当光照增大时,光敏电阻的阻值减小，总电阻减小;则由闭合电路欧姆定律可得，电路中总电流增大；则由

可知，路端电压减小，因干路电流增大，则两端的电压增大，故电压表示数增大，故A错误，D正确；

B．因路端电压减小，电压表示数增大，则并联部分电压减小，故中的电流减小，故B错误；

C．由以上分析可知，通过L的电流增大，由

可知灯泡功率增大；故C错误。

故选D。

6. 如图所示的天平可用来测量磁场的磁感应强度。天平的右臂下面挂一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面。当线圈中通有电流I（方向如图）时，在天平两边加上质量分别为、的砝码，天平平衡；当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为m的砝码后，天平又重新平衡。由此可知（　　）

A. 磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为

B. 磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为

C. 磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为

D. 磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】因为电流反向时，右边再加砝码才能重新平衡，所以此时安培力竖直向上，由左手定则判断磁场方向垂直于纸面向里；电流反向前，有

m1g=m2g＋m3g＋NBIL

其中m3为线圈质量，电流反向后，有

m1g=m2g＋m3g＋mg－NBIL

两式联立可得

故选B。

7. 如图所示，为一交流电的电流随时间而变化的图象，此交流电流的有效值是

A.  B.  C.  D. 5A

【答案】D

【解析】

【详解】设交流电电流的有效值为，周期为T，电阻为R，则，解得：，故选D．

【点睛】根据有效值的定义求解．取一个周期时间，将交流与直流分别通过相同的电阻，若产生的热量相同，直流的电流值，即为此交流的有效值．

8. 如图甲所示，矩形导线框固定在匀强磁场中，磁感线垂直于线框所在平面且向里．规定垂直于线框所在平面向里为磁场的正方向；线框中电流沿着逆时针方向为感应电流的正方向，要在线框中产生如图乙所示的感应电流，则磁感应强度随时间变化的规律可能为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】图乙所示的电流在0~时间内大小恒定为逆时针，由右手螺旋定则可知感应电流产生的磁场垂直直面向外，由楞次定律可知原磁场在垂直直面向里的方向增大或垂直于直面向外在减小，且原磁场的变化率不变，时间内电流大小与时间内相同，但电流方向为顺时针，由右手螺旋定则可知感应电流产生的磁场垂直直面向里，由楞次定律可知原磁场在垂直直面向里的方向减小或垂直于直面向外在增大，且原磁场的变化率不变，和时间内相等，综上所示可知B正确，ACD错误。

故选B。

9. 为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左、右两端开口，在垂直于前、后面的方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在上、下两个面的内侧固定有金属板M、N作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U，若用Q表示污水流量（单位时间内流出的污水体积），下列说法中正确的是（　　）

A. M板电势一定高于N板的电势

B. 污水中离子浓度越高，电压表的示数越大

C. 污水流动的速度越大，电压表的示数越大

D. 污水流量Q与U成正比，与a、b、c无关

【答案】AC

【解析】

【详解】A．根据左手定则，可知若载流子带正电，则受到向上洛伦兹力，向M板偏转，若载流子带负电，则向N板偏转，故M板的电势始终高于N板，与载流子的电性无关。故A正确。

BC．最终离子在电场力和洛伦兹力作用下平衡，有

解得

污水流动的速度越大，电压表的示数越大，与浓度无关。故B错误，C正确。

D．由

得

则流量为

可知，污水流量Q与Ub乘积成正比，故D错误。

故选AC。

10. 在如图所示的图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路，由图像可知，正确的是（　　）

A. 电源的电动势为3V，内阻为0.5Ω B. 电阻R的阻值为0.5Ω

C. 电源的输出功率为4W D. 电源的效率为33.3%

【答案】AC

【解析】

【详解】A．根据闭合电路欧姆定律得

当I=0时

由读出电源的电动势E=3V，内阻等于图线的斜率大小，则

故A正确；

B．电阻的U―I图线的斜率等于电阻，则电阻

故B错误；

C．两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态，由图读出电压，电流I=2A，则电源的输出功率为

故C正确；

D．电源的效率

故D错误。

故选AC。

11. 已知一电流计内阻Rg=90Ω，电流计满偏电流Ig=10mA．现把电流计接成如图甲、乙所示电路。a、A都为公共端，甲中电流表量程：0~0.1A和0~1A，乙中电压表的量程：0~5V和0~15V，下列说法正确的是（　　）

A. 使用a、b两个端点，量程是0~1A；R1=1Ω，R2=9Ω

B. 使用A、B两个端点，量程是0~5V；R3=50Ω，R4=1.5kΩ

C. 使用a、c两个端点，量程是0~0.1A；R1=1Ω，R2=10Ω

D. 使用A、C两个端点，量程是0~15V；R3=410Ω，R4=1kΩ

【答案】AD

【解析】

【详解】AC．使用a、b两个端点，电流计与R2串联再并联R1，有

使用a、c两个端点，R1串联R2再并联电流计，有

通过比较两个公式，可知，即，联立解得

故A正确；C错误；

BD．使用A、B两个端点，与电流计串联，有

使用A、C两个端点，串联再串联电流计，有

通过比较两个公式，可知，即，联立解得

故B错误；D正确。

故选AD。

12. 如图所示，是一个说明示波管工作原理的示意图，电子经过电压U1加速后以速度v0垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转量是h，两平行板的距离为d，电势差为U2，板长为L，为了提高示波管的灵敏度（每单位电压引起的偏转量）不可采用的方法是（　　）

A. 增大两板间的电势差U2

B. 尽可能使板长L短些

C. 尽可能使板间距离d小一些

D. 使加速电压U1升高一些

【答案】ABD

【解析】

【分析】

【详解】加速度电场中，根据

偏转电场中，垂直电场方向

偏转位移

灵敏度

A．增大两板间的电势差U2，灵敏度不变，A错误；

B．尽可能使板长短些，灵敏度减小，B错误；

C．尽可能使板间距离d小一些，灵敏度增大，C正确；

D．使加速电压U1升高一些，灵敏度减小，D错误。

故选ABD。

二、实验填空题（第13题4分，第14题10分）

13. 测定某合金电阻率实验器材如下：待测电阻Rx（阻值约为8Ω）、学生电源（3V）、开关、导线、电流表A（量程0～0.6A，内阻约0.1Ω）、电压表V（量程0～3V，内阻约3kΩ）、滑动变阻器R0（最大阻值10Ω）、刻度尺、螺旋测微器。

（1）利用螺旋测微器测量合金丝的直径d。

（2）用伏安法测量电阻Rx时，电流表和电压表的连接方法有以下两种方式，其中

①甲图测量结果R甲______Rx（选填“＞”、“＝”或“＜”）；

②乙图测量结果R乙______Rx（选填“＞”、“＝”或“＜”）。

（3）为使金属丝两端电压调节范围尽量大，并使测量结果尽量准确，以下电路应选用_______

A．B．C．D．

（4）当合金丝两端电压为U时，通过合金丝的电流为I；测得合金丝的长度为L，直径为d，请根据这些物理量写出求该合金电阻率的表达式ρ＝_________。

【答案】    ①. ＜    ②. ＞    ③. A    ④.

【解析】

【详解】（2）[1]电压表分流，电压表测得准确值，电流表测量值大于真实值，由得

测量结果R甲<Rx

[2]电流表分压，电流表测得准确值，电压表测量值大于真实值，由得

测量结果R乙＞Rx

（3）[3]为使电压测量范围大，滑动变阻器应采用分压接法，待测电阻Rx阻值约为8Ω,小电阻应选用电流表外接。

故选A。

（4）[4]由电阻定律得

由欧姆定律得

联立求得

14. 某同学要测量电池电动势和内阻，设计了如图甲所示的电路，其中。

（1）请根据电路图将图乙的实物图连接完整______；

（2）闭合电键后调节滑动变阻器的滑片，测出多组电压和电流的值，根据测得的数值作出图像如图丙所示，则电源的电动势_______V，内阻_________，（结果均保留3位有效数字）电路中的作用是_________。

（3）小姜同学想用金属丝绕制一个保护电阻，于是小楼和小刘同学各找来两根不同的金属丝，分别用不同的器材测量，并进行了读数，图1螺旋测微器读数为_________，图2游标卡尺读数为__________。

【答案】    ①. 见解析    ②. 5.60    ③. 2.00    ④. 防止电路出现短路现象（或防止电路出现过大电流）    ⑤. 0.900    ⑥. 14.50

【解析】

【详解】(1)[1]根据图示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示

(2)[2]图像与纵轴交点坐标值是电源电动势，则电源电动势

[3]图像斜率的绝对值等于等效电源的内阻，则电源内阻

[4]电路中的作用是保护电路，防止电路出现过大电流；

(3)[5]螺旋测微器

[6]游标卡尺的读数为

三、分析计算题（本题共4小题，第15题8分，第16题8分，第17题10分，第18题12分，共38分；要求写出必要的文字说明，方程式和演算步骤）

15. 如图所示的电路中，电源的电动势E=12V，内电阻r＝1Ω，R1=1Ω，R2=6Ω，电动机的线圈电阻RM=1Ω,若开关S闭合后通过电源的电流I=3A，通过R2电流I2=1A ．求:

（1）R2的两端电压U2

（2）R1消耗电功P1

（3）电动机输出的机械功率P

【答案】（1）6V   （2）9W   （3）8W

【解析】

【详解】（1）根据欧姆定律可知：

（2）R1的消耗电功

（3）通过电动机的电流为：

电动机的输出功率为：

16. 如图所示，在竖直平面内有四个点，A、、位于直角三角形三个顶点，为斜边上一点，且，，边水平，它们处于方向竖直向上的匀强电场（电场图中未画出）中。已知将一质子从点移到点，电场力做功，元电荷。求：

（1）、两点间的电势差及匀强电场的电场强度；

（2）若选取点为电势零点，质子在点的电势能。

【答案】（1），；（2）

【解析】

【分析】

详解】（1）由

可得

由

可得

（2）由题意可得

由

则点电势

则质子在点电势能

17. 如图所示，两条平行的光滑金属导轨固定在倾角的绝缘斜面上，导轨间距m，导轨上端连接一个阻值Ω的定值电阻在虚线ab、cd之间的区域存在垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场，ab与cd之间距离为m。两根导体棒PQ、MN质量均为kg、阻值均为Ω，PQ、MN均静止在与虚线ab距离为的位置。先由静止释放导体棒PQ，在PQ进入磁场的瞬间，再由静止释放导体棒MN，已知PQ进入磁场开始做匀速运动，两导体棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻忽略不计。重力加速度g取10。求：

（1）磁场的磁感应强度大小；

（2）整个过程中导体棒MN上产生的焦耳热。

【答案】（1）0.5T；（2）0.75J

【解析】

【详解】解：

（1）PQ进入磁场恰好匀速运动，设其速度为,由机械能守恒

PQ切割磁感线产生的电动势

回路中总电阻

电流强度

PQ所受安培力

PQ匀速运动，合外力为零

联立解得

T

（2）PQ、MN由静止释放到恰好进入磁场所用时间为t，则有

当MN进入磁场瞬间，PQ在磁场中匀速运动的位移

m

当MN进入磁场，PQ恰离开磁场，MN恰在磁场中做匀速运动，通过MN的电流仍为I，整个过程中在导体棒MN上产生的焦耳热为

J

18. 如图所示的xoy坐标系中，在第Ⅰ象限内存在沿y轴负向的匀强电场，第IV象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从y轴上的P点垂直进入匀强电场，经过x轴上的Q点以速度可进入磁场，方向与x轴正向成30°，若粒子在磁场中运动后恰好能再回到电场，已知=3L，粒子的重力不计，电场强度E和磁感应强度B大小均未知。求

（1）OP的距离；

（2）磁感应强度B的大小；

（3）若在O点右侧22L处放置一平行于y轴的挡板，粒子能击中挡板并被吸收，求粒子从P点进入电场到击中挡板的时间。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】粒子在Q点进入磁场时

粒子从P点运动到Q点时间

OP间距离

(2)粒子恰好能回到电场，即粒子在磁场中轨迹的左侧恰好与y轴相切，设半径为R，则有

可得

(3)粒子在电场和磁场中做周期性运动，轨迹如图

一个周期运动过程中，在x轴上发生的距离为

P点到挡板的距离为22L，所以粒子能完成5个周期的运动，然后在电场中沿x轴运动2L时击中挡板，5个周期的运动中，在电场中的时间为

磁场中运动的时间

剩余2L中的运动时间

总时间